29. Потенциометр-й м-д измер-я конц-ции. Констукции электродов.

Потенц-е ан-ры. Пр-п действия основан на измерении ЭДС или потенциала электродов погруж-х в р-р, по кот-му опр-ся конц-я.

Используются следующие типы материалов:

1. электродный – возн-щий при погруж-и Ме-х электродов в р-р. Электрод-й потенциал опис-ся ур-м Нернста:

, где Е₀ – норм-й (станд-й) потенциал электрода, им-щий место при погруж-и его в р-р собств-х ионов с кон­ц-й, равной 1 (1 грамм-ион в 1 л); R – унив-я га­з-я пост-я; Т – абс-я t-ра; п – вал-сть металла; F – пост-я Фарадея; - конц-я ионов металла в растворе (в грамм-ионах в 1 л).

2. мембранный – на мембранах обл-щих селектив-й прониц-ю для 1го типа ионов (полупрониц-е). Мембр-й потенциал: . Коэф-нт актив-сти: , где a₁ и а₂ – акт-я конц-я или конц-я (для раз­бавленных р-ров) ионов, для кот-х мембрана обладает се­лект-й прониц-ю, в 1м и 2м растворах.

3. окислительно-восстан-й на инертных (не уч-щих элект-родных проц-х).

4. д иффузионный - в месте контакта 2х р-ров с разной конц-й. Диф-й пот-л зав-т от природы р-ров и др-х факторов. Эти пот-лы в общем случае измер-ся с пом-ю ячеек: E = E_ИЗМ – E_СР

Для получ-я однознач-й зав-сти между Е и конц-й, электрод, должен обладать селект-ю к иону и не реаг-ть на изм-е конц-и других реагентов раствора.

Ионоселективные электроды.

Корпус стеклянного электрода п/с стеклянную трубку 2, к нижнему концу кот-й припаяна мембрана 1 толщиной 0,06-0,1 мм, изгот-я из спец-х сортов стекла. Внутр-я полость трубки запол­нена ж-ю 4 - раствором 0,1 н. НСl с кристаллами AgCl. В указанную ж-сть погружен вспом-ный электрод 3, предст-й собой с еребряную проволочку, покрытую AgCl или AgBr (хлорсер-й или бромсеребряный электроды). Сопр-е стеклянных электродов велико и сост-т 100-1000 МОм, что делает необх-м исп-е измерит-х уст-в с высоким входным сопро­тивлением.

Мембраны м.б. гомоген-ми и гетероген-ми (неоднор-ми) (из фторида ланта­на LaF₃ или инертной матрицы и активного в-ва - парафин, силиконовый каучук и др.).

Понятие рН – для выраж-я конц-и ионов водорода в растворах pH = - lga_i

a_i – активная концентрация ионов водорода.

В СИ называют рН – метрами.

равна сумме всех других потенциалов.

Концентрация водородных ионов в дистиллированной воде рав­на 10^-7 г-ион/л. для дистиллированной воды рН=7, рН<7 – кислыми растворы, рН>7 — щелочные растворы.

Диап-н рН – метров 0 -1 и 0 – 14 рН, время реакции 15 – 30 сек.

30. Передача ифн-и на расст-е. Модуляция. Виды. Пневм-е сист и эл-е сист передачи инф-ции (с частотным сигналом, дифференциально-трансф-е, сельсинные).

Передача инф-и идет по каналам связи в виде сигналов. Это м.б. проводные, кабельные, радио и оптич-е линии связи.

Б лок- схема канала передачи информации

П роцесс кодир-я закл-ся в том, что устан-ся однознач-я зав-сть м/д первич-м сигн-м и набором символов, образующих .

М одуляция. Мгнов-е знач-е первичного измерит-го сигнала упр-т одним или неск-ми пар-ми вспом-го сигнала, наз-го несущим. В кач-ве несущего сигнала в измерит-й технике исп-т: 1) пост-й сигнал ; 2)гарм-й сигн ; 3) прямоугольную последовательность импульсов

В соотв-и с выбором носителя и информат-го параметра различают следующие виды модуляции:прямая модуляция ПМ;амплитудная модуляция АМ;частотная модуляция ЧМ;фазовая модуляция ФМ;амплито-имп-я АИМ;частотно-имп-я ЧИМ;время-имп-я ВИМ;ШИМ;фазо-имп-я ФИМ;счетно-имп-я СИМ;кодо-импя КИМ

Пневм-я система передачи инф-и. Пневм-я система передачи обесп-т надежную передачу инф-и на расст-е до 300 м, а при исп-нии спец-го ус-ля мощ-сти – до 600 м. Канал связи, п/с пластмасс-ю или металлическую трубку диаметром 4 – 10 мм.

Преобр-ль «сила – давл-е» сост-т из корректора нуля - пружины 1, рычага 2, сильфона ОС 3, упр-мого пневмосопр-я типа «сопло - заслон­ка» 4 и пневм-го ус-ля мощ-сти 7.

При от­клон-и преобр-мого пар-ра П от исх-го знач-я из­м-ся сила , что приводит к перемещ-ю рычага 2 относ-но точки опоры О. Одновр-но с рычагом переем-ся и укрепл-я на нем заслонка 5 относ-но сопла 6. Это приводит к измен-ю зазора h между соплом и заслонкой. В рез-те зазор стан-ся равным h₁ и рычаг 2 занимает положение А.

Этому полож-ю заслонки соотв-т давл-е на выходе сопла, кот-е после ус-ния в ус-ле мощности подается в сильфон ООС 3 и в канал связи. Под дейст-м возросшего давл-я Р_ВЫХ сильфон 3 нач-т деф-ся и отодвигать заслонку от сопла. Изм-е Р_ВЫХ происх-т до тех пор, пока не наступит равновесие системы.

Эл-е системы передачи измер-й инф-и. В этой системе исп-ся пост-й ток, что ув-т ее помехоуст-сть, т.к. позв-т искл-ть влияние индукт-сти и емкости линий связи на сигнал измери­т-й инф-и и увеличивает протяженность канала связи до 5-20 км.

Ист-ми инф-и могут служить ПИП с преобразователями «сила  ток» либо «перемещение  ток».

Д ифференциально-трансформ-й измерит-й преобр-ль (ДТ)Д Т состоит из диэл-го каркаса, на кот-м размещена катушка первич-й обмотки из 2х секций (I и II), включ-х согласно (пос-но), и двух секций вторичной обмотки (III и IV), включ-х встречно. Внутри канала катушки – подвиж-й сердечник из магнитомягкого мат-ла, св-й с ПИП. Втор-я обмотка нагружена на дел-ль для устан-я пределов измер-я.

При протекании по первичной обмотке тока возникают магн-е потоки, прониз-щие обе секции втор-й обмотки и индуцирующие в них ЭДС . Значения этих ЭДС связаны с взаимными индуктивностями между первичной обмоткой и каждой катушкой вторичной обмотки следующими соотношениями:.Эл-я система передачи инф-и с частотным сигналомПреобр-е происходит по схеме параметр ® сила®час­тота.ПИП I включает чувствительный элемент II, посредством которо­го измеряемый параметр П преобразуется в усилие R_x, и преобра­зователь «сила-частота» III, осуществляющий преобразование усилия R_x в унифицированный частотный сигнал.П реобразователь «сила —частота» реализуется на базе струн­ного генератора, ЧЭ преобразует параметр П в пропорц-е усилие , воспр-мое рычагом, а вместе с ним и струной. Изменение натяжения струны приводит к изменению собств-й частоты колеб-й генератора. Как видно из выр-я частоты, эта функция нелин-я. В связи с этим для норм-й работы такого уст-ва исп-т квадраторы. В качестве приемника информации используются частотомеры.

Сельсинная система передачи информации

Н а рис. приведена схема сельсинной системы передачи. Си­стема состоит из сельсина-датчика и сельсином-приемником, ротор которого кинематически связан с отсчетным устройством IV. Отклонение измеряемого параметра П от исходного значения преобразуется чувствительным элементом в угловое перемещение ротора сельсина-датчика на угол , новый угол. В этом состоянии равновесие ЭДС обмо­ток синхронизации нарушается и между одноименными зажимами обмоток возникают ЭДС, равные разностям ЭДС соответствующих фаз сельсина-датчика и сельсина-приемника. По обмоткам синхро­низации проходят токи, которые, взаимодействуя с магнитным по­лем обмоток возбуждения, создают в каждом сельсине синхрони­зирующий момент М, пропорциональный синусу угла рассогласо­вания:

Так как положение ротора сельсина-датчика фиксировано, то синхронизирующий момент поворачивает ротор сельсина-приемника до согласования с ротором сельсина-датчика.